健康资讯 天津网讯 王丰旭 通讯员 吴军辉 即时播报 电影《返老还童》讲述了男主人公本杰明出生时犹如一名70岁老人，但随着时间的流逝越来越年轻的传奇故事。而出演该片前半部的那位患有罕见早衰症的美国男孩山姆·伯恩斯却没能上演奇迹，今年1月痛苦离世，享年17岁。伯恩斯去世时的容貌看上去已是一名头发掉光、满脸皱纹的90岁老翁。
世界上有很多人正遭受先天性角化不良、特发性肺纤维化、早衰综合症等疾病的折磨。科学研究已经证实，这些疾病与人体细胞中端粒酶基因的杂合缺失密切相关。因此，探索“修复”端粒酶基因的干细胞治疗方法成为各国科学家共同面临的课题。
日前，台湾大学生物技术研究所宋丽英实验室、南开大学生命科学学院刘林实验室和密歇根大学医学中心Jie Xu实验室合作，成功通过体细胞核移植的方法，从端粒酶杂合缺失的小鼠体细胞中得到端粒延长且具有真正发育多潜能性的多能干细胞。该成果发表在Cell 子刊Cell Reports杂志上，刘林教授和Jie Xu为文章通讯作者。
上世纪70年代，科学家发现DNA每复制一轮，末端都将损失一段DNA片段。如果没有补偿机制，DNA在经过万千代复制后，终将不断缩短甚至消失。这会带来两个重要问题，衰老和肿瘤。这一难题，被DNA双螺旋结构发现者詹姆斯·沃森称为“末端复制问题”。
后来，美国科学家伊丽莎白·布莱克本和卡罗尔·格雷德研究发现，DNA复制时损失的基因片段就是端粒，它就像一顶安全帽，“牺牲”自己来保证DNA序列的完整性。她们发现，维持甚至延长端粒长度的是一种端粒酶在发挥作用。有了端粒酶，人体就不用担心由于DNA复制而迅速“耗尽”染色体末端的问题了。布莱克本和格雷德也因发现端粒酶和端粒酶保护染色体末端的端粒的机理而获得2009年的诺贝尔生理学或医学奖。
研究发现，人体细胞中端粒酶基因的杂合缺失或突变可以引起诸多“端粒综合症”，如先天性角化不良、特发性肺纤维化、特发性再生障碍性贫血、非典型沃纳综合征等早衰疾病。
“如果可以将端粒酶杂合缺失的供体细胞，通过重编程得到多能干细胞，这将使病人特异性的干细胞治疗成为可能。”刘林教授说：“其中的关键科学问题是，由于端粒酶缺陷导致的端粒加速缩短能不能通过体细胞重编程技术而得到延长和功能恢复；重编程后的细胞功能有效性、安全性如何？”
体细胞重编程可以将已分化的细胞转变为多能干细胞，这一技术在再生医学领域具有广阔的应用前景。目前，体细胞重编程技术主要有体细胞核移植和诱导多能干细胞技术两种。前者是用成体细胞的核替换卵细胞或卵母细胞的核，生成带有成体细胞遗传物质的类似胚胎干细胞的核移植多能干细胞。较近世界上多个实验室已能够通过这一技术有效获得具有发育分化多潜能性的人类核移植胚胎干细胞。
在这项合作研究中，实验人员利用端粒酶基因杂合缺失的小鼠模型，通过体细胞核移植的方法，成功地得到了端粒显著延长的多能干细胞。在较为严格的多能性检测的四倍体胚胎互补实验中，上述实验得到的多能干细胞被证明是具有真正发育多潜能性的。产生的后代小鼠能够正常繁殖，并未发生早衰迹象。表明端粒酶基因杂合缺失的细胞通过核移植后形成的多能干细胞能分化发育成身体内任何种类细胞，可用于自身细胞组织修复，并具有安全性。
“在核移植过程中，卵子通过表达一些特异因子‘修补’了体细胞核中缺失的端粒酶基因导致端粒缩短以致丢失的问题。 实验发现，在端粒酶基因杂合缺失细胞端粒延长的机制上，一些不依赖于端粒酶的因子，比如Zscan4，同样发挥着重要的作用。较终得到的多能干细胞的端粒长度被有效地延长、功能恢复正常。如在人中获得这些干细胞就有望投入到‘端粒综合症’的临床实验和未来的应用中去。”课题组成员、博士研究生郭仁朋说。
该研究还提示：体细胞核移植是端粒重编程的一个重要手段；这也为提高诱导多能干细胞的质量提供了新的思路。
此项研究成果再一次表明，端粒研究在发育生物学、疾病发生机制及抗早衰等领域具有重要意义。对于延缓自然衰老和健康地衰老也有积极意义。通过体细胞核移植得到的多能干细胞，将成为细胞替代治疗的重要资源，该研究有助于推动干细胞从基础研究走向临床应用，造福那些正在被早衰症折磨的病人。
